В жизни нас окружают разнообразные тела и предметы. Например, в помещениях это окно, дверь, стол, лампочка, чашка, на улице – автомобиль, светофор, асфальт. Любые тела или предметы состоят из вещества. В данной статье пойдёт речь о том, что такое вещество.
Что такое химия?
Это наука о природе, изучающая органические и неорганические вещества, их строение, свойства и превращения в результате химических реакций. Химия принадлежит к одной из обширных областей естествознания и занимается изучением взаимодействий между молекулами и атомами. Она даёт чёткое понятие о том, что такое вещество, и очень тесно взаимосвязана с физикой и биологией, поэтому и относится к естественным наукам.
Значение химии в жизни человека
Минералы, живые организмы, горные породы и атмосфера состоят из разного соотношения одних и тех же элементов. Основное отличие живой и неживой природы в том, какие молекулы образовались из определённых химических элементов. Основой жизнедеятельности нашей биосферы будет являться круговорот химических элементов.
Жизнь человека невозможна без товаров промышленности (пищевые продукты, витамины, лекарства, косметические вещества, искусственные волокна, строительные материалы, разнообразные лаки и краски, минеральные удобрения и многое другое).
Молекулы и атомы
Любые вещества состоят из очень маленьких частиц, называемых молекулами (с латинского – масса). Все молекулы состоят из ещё более микроскопических частиц – атомов, а точнее, из ядер, которые окружены внутренними и внешними электронами, образующими химические связи. Атомы имеют определённую массу, поэтому и состав вещества является постоянным. Главные особенности строения молекулы были обнаружены в ходе научных исследований химических реакций, анализа химических соединений и применения физических методов. Атомы в молекулах соединены химическими связями. Микроскопические частицы в молекуле могут быть как положительно, так и отрицательно заряженными.
Понятие о веществе
Что такое вещество? Веществом принято считать то, из чего состоят все тела и предметы в окружающей нас природе. Любые вещества содержат молекулы, а молекулы, в свою очередь, состоят из атомов. Например, железный гвоздь будет являться телом, а железо – веществом. Любые вещества обладают определённым набором физических и химических свойств.
Физические характеристики включают в себя признаки, которые отличают одни вещества от других. К ним относятся: агрегатное состояние, плотность, растворимость, цвет, блеск, температура (кипения или плавления), электропроводность.
Химические свойства – свойства веществ реагировать и проявлять себя в химических процессах (реакциях).
Задачей химии является знакомство с физическими и химическими свойствами вещества.
Разновидности веществ
Существуют классы веществ, которые бывают простыми и сложными. К простым относятся вещества, которые состоят из атомов одного химического элемента. Например, молекулы инертных газов (неон, аргон, кислород, бром, йод). К сложным можно отнести все вещества, которые образовались благодаря соединению различных атомов (вода, поваренная соль, углекислый газ, перманганат калия, сахароза). Активные вещества – вещества в химических реакциях, способные снижать поверхностное натяжение при концентрации на поверхности.
Органические вещества
К данной категории относятся все вещества, в состав которых входит углерод. Исключением являются карбиды, оксиды углерода, карбонаты и содержащие углерод цианиды и газы.
Молекула вещества сахаридов состоит из трёх элементов и является главным источником энергии для живых организмов. Моносахариды – соединения, не подвергающиеся кристаллизации. Олигосахариды (сахароза, лактоза, мальтоза) состоят из двух, трёх или четырёх молекул моносахаридов. Подвергаются кристаллизации. Полисахариды (гликоген, крахмал, арабаны, ксиланы) несладкие на вкус и не растворяются в воде. Главная их функция – соединение, склеивание и связывание клеток. К липидам принадлежит группа соединений, содержащихся во всех живых клетках. Они выглядят простыми углеродными цепями или остатками циклических молекул. Подразделяются на жиры (триглицериды и нейтральные) и липоиды. Это непростые эфиры. Жирные кислоты (стеариновая, рициновая) также встречаются в живых организмах. Липоиды – жироподобные вещества, имеющие значение благодаря своему строению. Они образуют чётко ориентированные слои. К ферментам относятся активные биологические ускорители процессов белковой природы. Они не разрушаются при реакциях и отличаются от химических катализаторов тем, что способны увеличивать скорость реакции в нормальных условиях.
Неорганические вещества
К неорганическим веществам относятся: вода, кислород, углерод, водород, азот, калий, кальций, натрий, фосфор, сера.
Вода является незаменимым растворителем и стабилизатором. Она обладает сильной теплоёмкостью и теплопроводностью. Водная среда благоприятна для протекания основных химических реакций. Она характеризуется прозрачностью и практически устойчива к сжатию.
В состав многих небелковых соединений входит азот. Сера принимает активное участие в их построении. Большинство живых организмов содержат фосфор в минеральной форме. Калий содержится в клетках в виде ионов. Он активирует баланс белковых ферментов. Натрий входит в состав крови и выполняет главную роль в регулировании водного баланса всего организма. Железо принимает активное участие в процессах дыхания, фотосинтеза и является составляющей гемоглобина. В рацион человека каждые сутки поступает 2 мг меди. Её недостаток выявляет анемию, нарушение аппетита и заболевания сердца. Марганец влияет на процессы обновления в растениях. Цинк расщепляет угольную кислоту. Бор влияет на рост различных организмов. При его отсутствии в почве у растений отмирают цветки и проводящие каналы. Молибден активно уничтожает паразитов и приобрёл широкую популярность в растениеводстве.
Чем отличаются неорганические и органические вещества?
Особо сильных внешних отличий между двумя этими группами веществ нет. Главное отличие заключается в строении, где неорганические вещества обладают немолекулярным строением, а органические – молекулярным.
Неорганические вещества имеют немолекулярное строение, поэтому для них характерны высокие температуры плавления и кипения. Они не содержат углерода. К ним можно отнести благородные газы (неон, аргон), металлы (кальций, кальций, натрий), амфотерные вещества (железо, алюминий) и неметаллы (кремний), гидроксиды, бинарные соединения, соли.
Органические вещества молекулярного строения. У них достаточно низкие температуры плавления, и они быстро разлагаются при нагревании. В основном состоят из углерода. Исключения: карбиды, карбонаты, оксиды углерода и цианиды. Углерод позволяет образовывать огромное количество непростых соединений (в природе их известно более 10 миллионов).
Большинство их классов принадлежит к биологическому рождению (углеводы, белки, липиды, нуклеиновые кислоты). Данные соединения включают в свой состав азот, водород, кислород, фосфор и серу.
Чтобы понять, что такое вещество, необходимо представить, какую роль оно играет в нашей жизни. Взаимодействуя с другими веществами, оно образует новые. Без них жизнедеятельность окружающего мира неотделима и немыслима. Все предметы состоят из определённых веществ, поэтому они играют важную роль в нашей жизни.
